低频LTE通信系统中的对讲方法及终端、基站与流程

本申请涉及对讲技术领域，尤其涉及低频LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信系统中的对讲方法及终端、基站。

背景技术：

LTE通信系统采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，具有大容量、多终端实时在线、高安全性、高效率等优点。低频LTE通信系统使用的无线通信频率低于500Mhz，相比于手机公网LTE通信系统，具有绕射能力强、信号传播距离远、单基站覆盖面积大和建设维护成本低等优点。在电力抄表和用电荷控制行业中得到批量推广应用的低频LTE通信系统，采用230Mhz频段中的40个无线子带通信，单个无线子带带宽为25KHz，该低频LTE通信系统用于替代传统230Mhz数传电台。

在低频LTE通信系统中大量应用的单子带(带宽25Khz)通信终端，具有通信距离远、成本低等优点，但是存在通信速率较低的缺点，难以承载实时语音信号，难以实现实时语音对讲；低频LTE通信系统中的多子带通信终端具有通信速率高的优点，可以承载实时语音信号，可以实现实时语音对讲，但是存在通信距离近、成本高等缺点。因此低频LTE通信系统较适合于纯数据采集和设备控制的场合；对于既需要数据采集和设备控制，又需要语音对讲应急指挥调度的场合，低频LTE通信系统推广应用具有一定的局限性。

对讲机的英文名称是two way radio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用频繁通话的场合。对讲机IP中转台是在无线对讲系统中，用于增大通讯距离，扩展覆盖范围的设备。对讲机IP中转台将所接收到的某一频段的信号直接通过自身的发射机在其它频率上转发出去。这两组不同频率的信号相互不影响，或者说能够允许两组用户在不同频率上进行通信联系。它具有收发同时工作而又相互不干扰的全双工工作的特点。多个对讲机IP中转台互联通信系统是以网络为传输介质，将一个区域内的多个对讲机IP中转台进行组网，从而实现大范围跨区域的无盲区无线通信。

技术实现要素：

本申请实施例提供低频LTE通信系统中的对讲方法及终端、基站，以实现在低频LTE通信系统中的低成本的语音信号实时传输。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种终端，包括：低频LTE通信终端模块、CPU模块和对讲机模块，其中：

所述低频LTE通信终端模块，用于与基站中的低频LTE通信基站模块交互低频LTE通信数据，所述低频LTE通信数据包括：对讲控制数据或/和非实时对讲数据，并与所述CPU模块交互对讲控制数据或/和非实时对讲数据；

所述CPU模块，用于与所述低频LTE通信终端模块交互对讲控制数据或/和非实时对讲数据，并对所述对讲机模块进行对讲控制；

所述对讲机模块，用于接收用户输入的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过自身的天线发射出去，并通过自身的天线接收其它对讲机模块或基站中的对讲机中转台发出的对讲语音信号。

所述终端进一步包括：供电模块，用于向所述低频LTE通信终端模块、所述CPU模块和所述对讲机模块输出电源信号。

所述终端进一步包括：

人机交互模块，用于接收用户输入的对讲控制数据或者非实时对讲数据，将该对讲控制数据或者非实时对讲数据发送给所述CPU模块，播放或显示CPU模块发来的非实时对讲数据；

所述CPU模块将所述对讲控制数据或者非实时对讲数据发送给所述低频LTE通信终端模块，将所述低频LTE通信终端模块发来的非实时对讲数据发送给人机交互模块。

所述终端进一步包括：定位模块，用于对本终端进行定位，并将定位数据发送给所述CPU模块；

所述CPU模块进一步用于，将所述定位数据发送给所述低频LTE通信终端模块；

所述低频LTE通信终端模块进一步用于，将所述定位数据发送给所述低频LTE通信基站模块。

所述终端进一步包括：摄像模块，用于拍摄图像或视频，并将图像数据或视频数据发送给所述CPU模块；

所述CPU模块进一步用于，将所述图像数据或视频数据发送给所述低频LTE通信终端模块；

所述低频LTE通信终端模块进一步用于，将所述图像数据或视频数据发送给所述低频LTE通信基站模块。

所述低频LTE通信终端模块为：所用频率在50至700MHz的单子带通信终端模块。

一种基站，包括：低频LTE通信基站模块、对讲机中转台和网络交换模块，其中：

所述低频LTE通信基站模块，用于与终端中的低频LTE通信终端模块交互低频LTE通信数据，所述低频LTE通信数据包括：对讲控制数据或/和非实时对讲数据，并与所述网络交换模块交互对讲控制数据或/和非实时对讲数据；

所述网络交换模块，用于与低频LTE通信基站模块交互对讲控制数据或/和非实时对讲数据，与所述对讲机中转台交互对讲语音信号，与网络交换控制中心交互对讲控制数据或非实时对讲数据或对讲语音信号；

所述对讲机中转台，用于通过自身天线接收终端中的对讲机模块发来的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过所述网络交换模块转发给其它基站中的对讲机中转台，并对所述网络交换模块转发的来自其它基站的对讲机中转台的对讲语音信号进行频率转换后发射出去。

所述基站进一步包括：供电模块，用于向所述低频LTE通信基站模块、所述对讲机中转台和所述网络交换模块输出电源信号。

所述低频LTE通信基站模块为：所用频率在50至700MHz的通信基站模块。

一种通信系统，包括：上述任一所述的终端以及上述任一所述的基站。

一种低频LTE通信系统中的对讲方法，应用在上述任一所述的终端中，该方法包括：

所述终端的CPU模块接收到用户输入的对讲控制数据或/和非实时对讲数据，将该对讲控制数据或/和非实时对讲数据通过本终端的低频LTE通信终端模块发送给基站中的低频LTE通信基站模块；

所述终端中的对讲机模块接收用户发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过自身的天线发射出去。

所述方法进一步包括：

所述终端中的低频LTE通信终端模块接收基站中的低频LTE通信基站模块发来的对讲控制数据，将该对讲控制数据发送给本终端的CPU模块，所述CPU模块根据该对讲控制数据对本终端的对讲机模块进行对讲控制。

一种低频LTE通信系统中的对讲方法，应用在上述任一所述的基站中，该方法包括：

所述基站的低频LTE通信基站模块接收到终端中的低频LTE通信终端模块发来的对讲控制数据或/和非实时对讲数据，将该对讲控制数据或/和非实时对讲数据通过本基站中的网络交换模块发送给网络交换控制中心；

所述基站的对讲机中转台通过自身的天线接收到终端中的对讲机模块发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过本基站的网络交换模块转发给其它基站中的对讲机中转台。

所述方法进一步包括：

所述基站的低频LTE通信基站模块接收本基站的网络交换模块转发的来自网络交换控制中心的对讲控制数据，将该对讲控制数据发送给本基站中的终端的低频LTE通信终端模块；

所述基站的对讲机中转台接收网络交换模块转发的来自其它基站的对讲机中转台的对讲语音信号，对该对讲语音信号进行频率转换后通过自身的天线发射出去。

可见，本申请实施例实现了低频LTE通信系统中的低成本的语音信号实时传输。

附图说明

图1为本申请实施例提供的低频LTE通信系统中的终端的组成示意图；

图2为本申请实施例提供的低频LTE通信系统中的基站的组成示意图；

图3为本申请实施例提供的通信系统的示意图；

图4为本申请一实施例提供的低频LTE通信系统中的对讲方法流程图；

图5为本申请另一实施例提供的低频LTE通信系统中的对讲方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为本申请实施例提供的低频LTE通信系统中的终端的组成示意图，该终端主要包括：人机交互模块111、CPU模块112、低频LTE通信终端模块113和对讲机模块114，其中：

人机交互模块111：用于在接收到用户输入的对讲控制数据或非实时对讲数据后，将该对讲控制数据发送给CPU模块112；用于接收CPU模块112发来的非实时对讲数据，播放或显示该非实时对讲数据。

非实时对讲数据如：对讲录音、文本信息。

对讲控制数据如：对讲用户数据，对讲用户数据包括但不限于：源用户标识+允许接听的用户标识，或者源用户标识+禁止接听的用户标识。对讲控制数据还可以是：对其他用户的遥毙或遥开指令，或/和是为其它对讲用户指定对讲信道和时隙的指令，当一个对讲用户的优先级较高时，他就可以遥毙或遥开优先级低的对讲用户，或/和为优先级低的用户指定对讲信道和时隙。

在实际应用中，网络交换控制中心也可发出针对部分或者全部对讲用户的对讲控制数据。

CPU模块112：用于采用LTE通信协议，对人机交互模块111发来的对讲控制数据或非实时对讲数据进行封装，将封装好的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给低频LTE通信终端模块113；且用于接收低频LTE通信终端模块113发来的对讲控制数据，根据该对讲控制数据控制对讲机模块114进行对讲控制；且用于接收低频LTE通信终端模块113发来的非实时对讲数据并转发给人机交互模块111。

低频LTE通信终端模块113：用于将CPU模块112发来的封装好的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给本终端所处基站；且用于接收基站中的低频LTE通信基站模块发来的对讲控制数据或非实时对讲数据，将该对讲控制数据或非实时对讲数据发送给CPU模块112。

具体地，低频LTE通信终端模块113是将封装好的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给本终端所处基站中的低频LTE通信基站模块。

低频LTE通信终端模块113支持LTE通信协议，且为所用频率为低频段的单子带终端模块，具体地，所用的低频段可以为：50～700MHz，或者100～500MHz，优选地，所用频率为230MHZ。

对讲机模块114：用于将用户输入的对讲语音信号通过自身的天线发射出去，且用于通过自身的天线接收其它对讲机模块或者基站的对讲机IP中转台发出的来自其它用户的对讲语音信号，接受CPU模块112的对讲控制。

在实际应用中，上述终端可进一步包括：供电模块115，用于向CPU模块112、低频LTE通信终端模块113和对讲机模块114输出电源信号。

在实际应用中，上述终端还可进一步包括：定位模块，用于对本终端进行定位，并将定位数据发送给CPU模块112；

CPU模块112进一步用于，将定位模块发来的定位数据发送给低频LTE通信终端模块113；

低频LTE通信终端模块113进一步用于，将CPU模块112发来的定位数据发送给本终端所基站中的低频LTE通信基站模块。

在实际应用中，上述终端还可进一步包括：摄像模块，用于拍摄图像或视频，并将图像数据或视频数据发送给CPU模块112；

CPU模块112进一步用于，将摄像模块发来的图像数据或视频数据发送给低频LTE通信终端模块113；

低频LTE通信终端模块113进一步用于，将CPU模块112发来的图像数据或视频数据发送给本终端所基站中的低频LTE通信基站模块。

图2为本申请实施例提供的低频LTE通信系统中的基站的组成示意图，其主要包括：低频LTE通信基站模块211、网络交换模块212和对讲机IP中转台213，其中：

低频LTE通信基站模块211：用于接收低频LTE通信终端模块113发来的对讲控制数据或非实时对讲数据，将该对讲控制数据或非实时对讲数据通过网络交换模块212发送给网络交换控制中心；且用于将网络交换模块212转发的来自网络交换控制中心的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给本基站中的终端的低频LTE通信终端模块113。

低频LTE通信基站模块211支持LTE通信协议，且为所用频率为低频段的基站模块，具体地，所用的低频段可以为：50～700MHz，或者100～500MHz，优选地，所用频率为230MHZ。

网络交换模块212：用于将低频LTE通信基站模块211发来的对讲控制数据或非实时对讲数据转发给网络交换控制中心；且，用于将网络交换控制中心发来的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给低频LTE通信基站模块211；且，用于将对讲机IP中转台213发来的对讲语音信号转发给其它基站的对讲机IP中转台，将其它基站的对讲机IP中转台发来的对讲语音信号转发给本基站的对讲机IP中转台213。

对讲机IP中转台213：用于在通过自身的天线接收到对讲机模块114发出的对讲语音信号后，将该对讲语音信号通过网络交换模块212转发给其它基站的对讲机IP中转台；且，用于在接收到网络交换模块212转发的来自其它基站的对讲机IP中转台发来的对讲语音信号时，对该对讲语音信号进行频率转换后通过自身的天线发射出去。

在实际应用中，上述基站可进一步包括：供电模块214，用于向低频LTE通信基站模块211、网络交换模块212和对讲机IP中转台213输出电源信号。

上述终端、基站和网络交换控制中心构成了本申请实施例提供的通信系统。图3为本申请实施例提供的通信系统的示意图。

图4为本申请一实施例提供的低频LTE通信系统中的对讲方法流程图，该方法应用在本申请实施例提供的终端中，其具体步骤如下：

步骤401：终端的CPU模块112接收到用户通过人机交互模块111输入的对讲控制数据或非实时对讲数据，采用LTE通信协议对该对讲控制数据或非实时对讲数据进行封装。

其中，非实时对讲数据如：对讲录音、文本信息。

对讲控制数据如：对讲用户数据，对讲用户数据包括但不限于：源用户标识+允许接听的用户标识，或者源用户标识+禁止接听的用户标识。对讲控制数据还可以是：对其他用户的遥毙或遥开指令，或/和是为其它对讲用户指定对讲信道和时隙的指令，当一个对讲用户的优先级较高时，他就可以遥毙或遥开优先级低的对讲用户，或/和为优先级低的用户指定对讲信道和时隙。。

步骤402：CPU模块112将封装好的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给通过本终端的低频LTE通信终端模块113。

步骤403：低频LTE通信终端模块113将封装好的对讲控制数据或非实时对讲数据发送给基站中的低频LTE通信基站模块211。

步骤404：终端中的对讲机模块114接收用户发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过自身的天线发射出去。

步骤405：终端中的低频LTE通信终端模块113接收基站中的低频LTE通信基站模块211发来的对讲控制数据，将该对讲控制数据发送给本终端的CPU模块112；终端中的低频LTE通信终端模块113接收基站中的低频LTE通信基站模块211发来的非实时对讲数据，将该非实时对讲数据发送给本终端的CPU模块112。

步骤406：CPU模块112根据低频LTE通信终端模块113发来的对讲控制数据，对本终端的对讲机模块114进行对讲控制；CPU模块112将低频LTE通信终端模块113发来的非实时对讲数据发送给人机交互模块111，人机交互模块111播放或显示该非实时对讲数据。

在实际应用中，步骤401～404与步骤405～406没有执行顺序的先后之分。

图5为本申请另一实施例提供的低频LTE通信系统中的对讲方法流程图，该方法应用在本申请实施例提供的基站中，其具体步骤如下：

步骤501：基站的低频LTE通信基站模块211接收到终端中的低频LTE通信终端模块113发来的对讲控制数据或非实时对讲数据，将该对讲控制数据或非实时对讲数据通过本基站中的网络交换模块212发送给网络交换控制中心；接收网络交换模块212转发的来自网络交换控制中心的对讲控制数据或非实时对讲数据，将该对讲控制数据或非实时对讲数据发送给终端中的低频LTE通信终端模块113。

来自网络交换控制中心的对讲控制数据可以是网络交换控制中心自己发出的，也可以是网络交换控制中心转发的来自其它基站的网络交换模块的。

步骤502：基站的对讲机IP中转台213通过自身的天线接收到终端中的对讲机模块114发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过本基站的网络交换模块212转发给其它基站中的对讲机IP中转台；接收网络交换模块212转发的来自其它基站的对讲机IP中转台的对讲语音信号，对该对讲语音信号进行频率转换后通过自身的天线发射出去。

以下给出本申请的应用实例：

步骤01：要发出语音的源用户在第一终端的人机交互界面上选择允许接听的用户，即对讲目标用户，人机交互模块111接收到后，将对讲目标用户标识和源用户标识发送给CPU模块112。

所有可以对讲的用户位于同一集群中，源用户在发出语音前，可以选择允许接听自己语音的目标用户，可以选择允许集群中的所有用户接听，或者允许集群中的部分用户接听。

步骤02：第一终端的CPU模块112接收人机交互模块111发来的对讲目标用户标识和源用户标识，根据低频LTE通信终端模块113支持的LTE通信协议，将对讲目标用户标识和源用户标识封装到对讲控制命令中发送给第一基站中的低频LTE通信基站模块211。

步骤03：第一基站中的低频LTE通信基站模块211接收该对讲控制命令，将该对讲控制命令发送给本基站的网络交换模块212，网络交换模块212将该对讲控制命令发送给网络交换控制中心，网络交换控制中心接收该对讲控制命令，将该对讲控制命令发送给各基站的网络交换模块212。

步骤04：各基站的网络交换模块212接收该对讲控制命令，将该对讲控制命令转发给本基站的低频LTE通信基站模块211，低频LTE通信基站模块211将该对讲控制命令发送给本基站中的终端的低频LTE通信终端模块113。

步骤05：任一终端，例如：第二终端的低频LTE通信终端模块113接收该对讲控制命令，将该对讲控制命令发送给本终端的CPU模块112，CPU模块112从该对讲控制命令解析出对讲目标用户标识和源用户标识，若对讲目标用户中包含本终端用户，则将源用户标识放入本终端的允许播放列表中，否则，将源用户标识放入本终端的禁止播放列表中。

步骤06：第一终端的对讲机模块114接收源用户发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过自身的天线发射出去。

步骤07：第一基站的对讲机IP中转台213通过自身的天线接收到源用户发出的对讲语音信号，将该对讲语音信号通过本基站的网络交换模块212转发出去。

步骤08：其它基站，例如：第二基站的对讲机IP中转台213接收到本基站的网络交换模块212转发来的源用户的对讲语音信号，将该对讲语音信号的频率转换为自身支持的频率后，通过自身的天线发射出去。

步骤09：第二基站内的第二终端的对讲机模块114通过自身的天线接收到源用户的对讲语音信号，向CPU模块112查询源用户标识，若源用户标识位于允许播放列表，则播放源用户的对讲语音信号；否则，丢弃源用户的对讲语音信号。

可见，本申请实施例将低频LTE通信终端模块和对讲机模块合成为低频LTE通信系统中的终端，将低频LTE通信基站模块和对讲机IP中转台合成为低频LTE通信系统中的基站，既实现了低频LTE通信系统具有的单基站覆盖面积大、建设维护成本低、大容量、多终端实时在线、高安全性、高效率等优点，又达到了语音实时对讲；具有建设成本低、功能多等优点。

另外，本申请实施例在终端中增加定位模块和摄像模块，可实现对讲机远程监听、实时定位、现场图片采集等多功能。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。